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Gabarito e Resolução - Termologia 01

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Beatriz Motta

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Ferramentas de estudo

Questões resolvidas

O gráfico a seguir, descreve o comportamento da temperatura de uma amostra de certo material, em função do tempo.
Determine, na escala Fahrenheit, a variação de temperatura sofrida pela amostra, desde 1h30min até 5h30min.
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Questões resolvidas

O gráfico a seguir, descreve o comportamento da temperatura de uma amostra de certo material, em função do tempo.
Determine, na escala Fahrenheit, a variação de temperatura sofrida pela amostra, desde 1h30min até 5h30min.
a) 40
b) 55
c) 72
d) 90

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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 1
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Gabarito e resolução da Lista de 
revisão de Termologia #01 (PVO)
Gabarito e resolução 
Questão 01
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 2
Gabarito: letra B.
Resolução: vamos destrinchar os dados da questão.
Informações sobre a substância aquecida:
m  100 g;
P  20 cal/ s;
Note, no gráfico, que, de t  0 s até t  15 s, a temperatura da substância 
variou de 40 °C para 50 °C.
Em 15 segundos (intervalo de tempo), a substância recebeu uma 
quantia de calor da fonte térmica igual a 20.15  300 calorias, 
apresentando, com isso, um ΔT  10 °C.
Determinação do calor específico da substância:
Q  m.c.ΔT  300  100.(c).(10) → c  300/ 1000  c  0,3 cal/ g °C.
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 3
Questão 02
Gabarito: letra B.
Resolução: estamos diante de uma questão sobre transformações gasosas.
Antes da transformação:
P₀  101 kPa  101.000 Pa;
V₀  0,003 m³;
T₀  30 °C  303 K.
Depois da transformação:
P  600 Pa;
T   123 °C  150 K;
V.
Como o balão não se rompeu, a massa da substância e o número de mol não 
serão alterados;
Equação de transformações gasosas:
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 4
P₀.V₀/ T₀  P.V/ T  101.000.0,003/ 303  600.V/ 150  303/ 303  
4.V  1  4.V  V  1/ 4  V  0,25 m³.
Lembre-se de que, na equação de transformações gasosas, a 
temperatura precisa estar, obrigatoriamente, em Kelvin.
Questão 03
Gabarito: letra D.
Resolução: em um ciclo completo, o trabalho realizado pelo gás será 
numericamente igual à área interna do quadrado que representa esse ciclo 
completo.
Trabalho realizado pelo gás:
τ = A  3  2.2  1  1.1  1 atm x 1 L  101, 3 J.
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 5
Perceba que a questão pediu para considerarmos que 1 L x 1 atm  
101,3 J;
Observe, ainda, que, como o ciclo completo apresenta orientação no 
sentido horário, o gás realiza trabalho de fato (τ  0).
Temperatura do gás no estado r:
Transformação do estado p para o estado q:
Gás no estado p:
P₁  3 atm;
V₁  1 L;
T₁  300 K.
Gás no estado q:
P₂  3 atm;
V₂  2 L;
T₂.
Transformação gasosa:
P₁.V₁/ T₁  P₂.V₂/ T₂  3.1/ 300  3.2/ T₂  3/ 300  6/ T₂  1/ 100 
= 6/ T₂  T₂  100.6  T₂  600 K.
Transformação do estado q para o estado r:
Gás no estado q:
P₂  3 atm;
V₂  2 L;
T₂  600 K.
Gás no estado r:
P₃  2 atm;
V₃  2 L;
T₃.
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 6
Transformação gasosa:
P₂.V₂/ T₂  P₃.V₃/ T₃  3.2/ 600  2.2/ T₃  6/ 600  4/ T₃  1/ 
100  4/ T₃  T₃  100.4  T₃  400 K.
Questão 04
Gabarito: letra E.
Resolução: a letra E traduz uma informação incorreta porque um corpo negro é 
aquele que absorve totalmente, em todos os casos, a radiação que incide sobre 
ele, de modo que nenhuma parte da radiação incidente é refletida ou transmitida.
Questão 05
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 7
Gabarito: letra A.
Resolução: se a relação entre a altura da coluna de mercúrio e a temperatura é 
uma função linear, podemos afirmar que a variação da altura da coluna de 
mercúrio é diretamente proporcional à respectiva variação de temperatura.
Perceba que, para uma variação da altura de mercúrio igual a 9 cm (de 2 cm 
até 11 cm), temos uma variação da temperatura em 90° (de 30° até 120°);
Assim, para cada 9 cm de variação na altura de mercúrio, teremos uma 
variação de 90° na temperatura.
De 2 cm de altura de mercúrio (temperatura igual a 30°) até 7 cm, teremos 
uma variação de 5 cm na altura de mercúrio.
Regra de 3 simples:
9 cm  90°
5 cm → ΔT
ΔT.9  5.90  ΔT  5.10  ΔT  50°.
Como a variação de temperatura será de 50 °, podemos obter a 
temperatura final nessa altura de 7 cm.
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 8
ΔT  T  90  50  T  30  T  50  30  T  80°.
Questão 06
Gabarito: letra E.
Resolução: em uma transformação isobárica, podemos relacionar o trabalho 
associado ao gás com a respectiva variação de volume por meio de uma 
equação.
τ = p.ΔV  2.10⁴ = 2.10³).ΔV  ΔV  10 m³.
ΔV  V  V₀  10  V  6  V  10  6  V  16 m³.
Questão 07
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 9
Gabarito: letra C.
Resolução: vamos destrinchar os dados da questão.
Informações sobre a barra:
L₀  80 cm;
ΔL  0,0001.L₀)  0,0001.80  0,008 cm;
Como a barra sofreu uma dilatação de 0,1 % em seu comprimento, a 
variação de comprimento corresponde a 0,1 % do comprimento inicial.
ΔT  60 °C;
ΔL  L₀.α.ΔT  0,008  80.(α).60  α  0,008/ 80.60  α  0,0001/ 60 
°C⁻¹.
Informações sobre o bloco;
V₀  400 cm³;
γ  3.α → γ  3.0,0001/ 60  γ  5.10⁻⁶ °C⁻¹;
Como o bloco é feito de um mesmo material que a barra, podemos 
afirmar que o coeficiente de dilatação linear da barra será igual ao 
coeficiente de dilatação linear do bloco.
ΔV  0,0001.V₀) → ΔV  0,0001.400  ΔV  0,04 cm³.
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 10
ΔV  V₀.γ.ΔT  0,04  400.5.10⁻⁶).ΔT  ΔT  20 °C.
Questão 08
Gabarito: letra B.
Resolução: nesse processo, o gás apresentará aumento de volume. Ademais, não 
haverá mudança na quantia de mol do gás. Analogamente, a pressão será 
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 11
diminuída, pois é como se as partículas do gás estivessem mais dispersas pelo 
espaço e, com isso, a pressão em cada ponto interno do recipiente A será menor, 
com o gás estando menos comprimido. Se o volume aumenta de modo a dobrar, 
considerando-se que cada recipiente tenha o mesmo volume, então a pressão 
será reduzida pela metade. Por fim, como o sistema é formado por recipientes 
termicamente isolados, significa que o gás não troca calor com o ambiente, ou 
seja, Q  0. Com tudo isso, concluímos que o gás não irá sofrer variação de 
temperatura, o que indica que a variação de energia interna será nula. Agora 
podemos avaliar cada afirmativa isoladamente.
I incorreta. Na expansão livre, o gás não recebe nem perde calor. Assim, 
segundo a primeira Lei da Termodinâmica, Q  τ  ΔU, o trabalho será nulo, 
pois ΔU vale zero, assim como Q vale zero.
II incorreta. A temperatura no estado final é igual à temperatura no estado 
inicial.
III correta. Como não há variação de temperatura, a energia interna do 
sistema é a mesma nos estados inicial e final.
Assim, somente a afirmativa III é verdadeira.
Questão 09
Gabarito: letra A.
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 12
Resolução: o rendimento da máquina térmica é de 0,2 20 %.
Rendimento de uma máquina que opere segundo um ciclo de Carnot:
n  1  T₂/ T₁)  0,2  1  300/ T₁)  1  0,2  300/ T₁  300/ T₁  0,8  
300  T₁.0,8  T₁  375 K.
Assim, a temperatura da fonte quente vale 375 K.
Se o trabalho realizado a cada ciclo é de 8.10² J, porém o rendimento da 
máquina é de 20 %, podemos dizer que 20 % do calor proveniente dafonte 
quente será convertido em trabalho 8.10² J, enquanto que outros 80 % serão 
dissipados para a fonte fria.
Determinação do calor proveniente da fonte quente Q₁):
Q₁.0,2  8.10² J  Q₁  40.10² J.
Calor dissipado para fonte fria:
Q₂  40.10².0,8  3200 J.
Questão 10
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 13
Gabarito: letra E.
Resolução: na expansão adiabática, o gás não irá receber nem perder calor Q  
0. Ademais, por ser uma expansão adiabática, o gás irá apresentar um aumento 
de volume (ΔV  0, o que significa que o gás irá realizar trabalho (τ  0). 
Analisando-se a primeira lei da Termodinâmica, que diz que Q  τ  ΔU, teremos: 
Q  τ  ΔU  0  τ  ΔU  ΔU  τ. Note que a variação de energia interna será 
um valor negativo, pois corresponde a (-τ), o que indica que o gás irá ter uma 
variação de temperatura negativa (irá resfriar). 
Questão 11
Gabarito: letra B.
Resolução: vamos destrinchar os dados da questão.
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 14
Informações sobre recipiente:
C  400 cal/ °C;
T₀  20 °C;
T  70 °C.
ΔT  50 °C.
Informações sobre a amostra da liga metálica:
m  500 g;
T₀₁  270 °C;
T₁  70 °C.
ΔT₁ = 200 °C.
Equação do equilíbrio térmico:
C.ΔT  m.c.ΔT₁  0  400.50  500.c.200  0  20.000  100.000.(c)  
0  100.000.(c)  20.000  c  1/5  c  0,2 cal/ g°C.
Questão 12
Gabarito: letra C.
Resolução: como a camada de ar em contato com a pele é constantemente 
renovada por outro com uma temperatura menor do que a pele, podemos afirmar 
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 15
que há constante troca de calor da pele para a camada de ar, ou seja, a camada 
de ar próxima à pele recebe calor proveniente da pele, fica mais quente, e, assim, 
a camada de ar mais distante da pele - mais fria e mais densa - desce e substitui 
a camada de ar que foi aquecida (renovação da camada de ar em contato com a 
pele).
Questão 13
Gabarito: letra D.
Resolução: vamos destrinchar os dados da questão.
Informações sobre alumínio:
m  1,5 kg  1500 g;
c  0,22 cal/ g°C;
T₀  25 °C;
T  225 °C.
ΔT  200 °C.
Informações sobre ferro:
m₂  0,5 kg  500 g;
c₂  0,11 cal/ g°C;
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 16
T₀₂  25 °C;
T₂  225 °C.
ΔT₂  200 °C.
Quantia total de calor para efetivar tal aquecimento:
Q₁  Q₂ = m.c.ΔT  m₂.c₂.ΔT₂  1500.0,22.200  500.0,11.200  
66.000  11.000  77.000 cal  77 kcal.
Questão 14
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 17
Gabarito: letra D.
Resolução: o revestimento térmico tem a função de inibir a absorção de energia 
apenas por irradiação, porque, pelo fato de praticamente inexistir matéria no 
espaço, o calor somente pode ser transmitido por irradiação, haja vista que 
condução e convecção dependem da existência de matéria para que o calor seja 
propagado. A transferência de calor de partícula por partícula caracteriza a 
condução, enquanto que a convecção é um processo em que porções de matéria 
aquecida trocam de posição com porções de matéria contendo menos calor. 
Assim, as lacunas I, II e III devem ser preenchidas, respectivamente, por 
irradiação, condução e convecção.
Questão 15
Gabarito: letra D.
Resolução: vamos avaliar cada afirmativa isoladamente.
I incorreta. A afirmativa I descreve a Lei Zero da Termodinâmica.
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 18
II incorreta. A afirmativa II descreve a Primeira Lei da Termodinâmica.
III correta. A Segunda Lei da Termodinâmica, entre outros pressupostos, 
delimita que uma máquina térmica, operando em ciclo, é incapaz de 
apresentar um rendimento igual a 100 %, ou seja, é incapaz de transformar em 
trabalho todo o calor a ela fornecido.
IV correta. A Segunda Lei da Termodinâmica possui um enunciado que afirma 
que o calor não pode fluir, de modo espontâneo, de um corpo de temperatura 
menor para outro de temperatura mais alta.
Assim, somente as afirmações III e IV estão corretas.
Questão 16
Gabarito: letra C.
Resolução: vamos destrinchar os dados da questão.
Volume e massa do aquário:
V  50 L.
d  1 kg/ L  1  m/ 50  m  50 kg.
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 19
Potência do sistema de aquecimento:
P  50 W.
Calor específico da água:
c  4 kJ/ kg. K  c  4000 J/ kg.K.
Em 1 hora 3600 segundos), teremos uma certa quantia de calor que o 
sistema de aquecimento terá deixado de conceder para a água:
P  50 W  50  Q/ 3600  Q  3600.50  Q  180.000 J.
Quantia de calor sensível:
Q  m.c.ΔT  180000  50.4000.ΔT  ΔT  180000/ 200000  ΔT  
0,9 °C.
Como os 180.000 J não serão dados à água nesse intervalo, a água irá 
apresentar uma redução da temperatura em 0,9 °C.
Questão 17
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 20
Gabarito: letra D.
Resolução: vamos avaliar as transformações gasosas.
Transformação de A para B
Estado A
P₁  3 Pa;
V₁  2 m³;
T₁.
Estado B
P₂  3 Pa;
V₂  3 m³;
T₂.
Transformação:
P₁.V₁/ T₁  P₂.V₂/ T₂  3.2/ T₁  3.3/ T₂  6/ T₁  9/ T₂  T₂.6  9.T₁  
T₂  3.T₁/ 2.
Transformação de B para C
Estado B
P₂  3 Pa;
V₂  3 m³;
T₂  3.T₁/ 2.
Estado C
P₃  1 Pa;
V₃  3 m³;
T₃.
Transformação:
P₂.V₂/ T₂  P₃.V₃/ T₃  3.3/ T₂  1.3/ T₃  9/ 3.T₁/ 2  3/ T₃  6/ T₁  
3/ T₃  T₁  2.T₃.
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B
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 21
Assim, a temperatura no estado A vale o dobro da temperatura no 
estado C.
Questão 18
Gabarito: letra B.
Resolução: a radiação é um tipo de transmissão de calor que independe da 
presença de matéria, o que invalida a letra A e a letra E. Além disso, como a 
superfície da Lua possui uma atmosfera tão rarefeita que se assemelha ao vácuo, 
o que significa que, na Lua, não é possível que haja convecção na superfície 
devido à inexistência de forma líquida ou gasosa nessa região.
Questão 19
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 22
Gabarito: letra E.
Resolução: vamos converter a temperatura da escala Kelvin para a escala Celsius.
TK  T°C  273  35  T°C  273  T°C  35  273  T°C   238 
°C.
Questão 20
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Gabarito e resolução da Lista de revisão de Termologia #01 PVO 23
Gabarito: letra C.
Resolução: vamos determinar a variação de temperatura em grau Celsius 
inicialmente.
Veja que, de t  2h até t  4h, a temperatura mudou de T  100 °C para T  80 
°C. Isso significa que, para variação de tempo igual a 2 horas, houve variação 
de temperatura igual a 20 °C. Assim, a cada 30 minutos 0,5 horas), teremos 
uma variação de temperatura igual a 5 °C. Logo, se em t  2h havia T  100 
°C, em t  1,5h haverá T  105 °C. Ademais, se em t  5h havia T  70 °C, em t 
 5,5h haverá T  65 °C;
ΔT  105  65  40 °C.
Transformação da unidade de medida da variação de temperatura:
ΔC/ 5  ΔF/ 9  40/ 5  ΔF/ 9  8  ΔF/ 9  ΔF  8.9  ΔF  72 °F.
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